וואָס איז אַ טאָפּל טאָרשאַן ספּרינג?

איר דאַרפֿן ראָוטיישאַנאַל קראַפט, אָבער אַ איין טאָרסיאָן פרילינג איז קאָזינג ימבאַלאַנס אין דיין פֿאַרזאַמלונג. דעם פירט צו אַניוואַן טראָגן, אַנסטייבאַל פאָרשטעלונג, און לעסאָף, אַ פּראָדוקט וואָס קען פאַרלאָזן פרי.

א טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג איז אַ איין שטיק פון דראָט געשאפן אין צוויי פארבונדן שפּולז, איין לינקער און איין רעכטער וואונד. דעם פּלאַן דיליווערז אַ באַלאַנסט ראָוטיישאַנאַל קראַפט פון אַ הויפט פונט, דאַבלינג די טאָרק אין אַ סאָליד פּלאַץ.

I've worked with many engineers who were struggling with complex linkage systems to try and balance the force from a single spring. אין פילע פון ​​די קאַסעס, די לייזונג איז געווען פיל סימפּלער. א טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג אָפט גיט די פעסטקייַט און מאַכט זיי דארף אָן די עקסטרע טיילן און קאַמפּלעקסיטי. דעם קלוג פּלאַן סאַלווז מער מאַקאַניקאַל פּראָבלעמס ווי רובֿ מענטשן פאַרשטיין. דאָס איז איינער פון די מערסט עפעקטיוו וועגן צו באַקומען אַ פּלאַץ פון באַלאַנסט טאָרק פון אַ זייער קליין קאָמפּאָנענט.

ווי אַזוי אַרבעט אַ טאָפּל טאָרסיאָן ספּרינג אַנדערש פון אַ איין?

איר זען אַ טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג[^1] און עס קוקט פּונקט ווי צוויי ספּרינגס וועלדעד צוזאַמען. You're not sure what the real functional advantage is or why this design is even necessary.

א טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג[^1] אַרבעט דורך פּראַוויידינג צוויי גלייַך און פאַרקערט טאָרק[^ 2] אַוטפּוץ פון אַ איין, סטאַביל אַנקער פונט. דעם מירערד פּלאַן קאַנסאַלז די זייַט-לאָודינג פאָרסעס אַז אַ איין טאָרסיאָן פרילינג קריייץ, ריזאַלטינג אין ריין, באַלאַנסט ראָוטיישאַנאַל באַוועגונג.

One of the first things I learned when designing with torsion springs is that a single spring doesn't just rotate—it also wants to shift sideways. איך אַמאָל קאַנסאַלטאַד אויף אַ פּרויעקט פֿאַר אַ מעדיציניש מיטל מיט אַ כינדזשד דעקל וואָס האט צו עפענען סמודלי און ריפּיטידלי אָן וואַבלינג. דער אָריגינעל פּלאַן געניצט איין שטאַרק טאָרסיאָן פרילינג, אָבער די דעקל וואָלט שטענדיק דרייַ אַ ביסל, קאָזינג עס צו בינדן איבער צייַט. מיר ריפּלייסט עס מיט אַ טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג. די פּראָבלעם פאַרשווונדן מיד. די באַלאַנסט קראַפט פון די צוויי קוילז געהאלטן די הינגע בישליימעס אַליינד דורך טויזנטער פון סייקאַלז.

דער פּרינציפּ פון באַלאַנסט טאָרק

די הויפּט מייַלע פון ​​אַ טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג[^1] ליגט אין זייַן סאַמעטריקאַל פּלאַן. It's not just two springs; it's a balanced system.

• שפּיגל קוילז: דער קוואַל איז געמאכט פון איין קעסיידערדיק דראָט, מיט אַ רעכט-האַנט ווונד שפּול אויף איין זייַט און אַ לינקס-האַנט ווונד שפּול אויף די אנדערע. ווען איין שפּול איז לאָודיד אין איין ריכטונג, די אנדערע איז לאָודיד אין די פאַרקערט, קריייטינג אַ שטאַט פון יקוואַליבריאַם.
• קאַנסאַלינג לאַטעראַל פאָרסעס: ווי אַ איין טאָרסיאָן פרילינג ווינטן, עס טוט אויס אַ קראַפט פּערפּענדיקולאַר צו זייַן אַקס. אין אַ טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג, די צוויי שפּוללעך אָנטאָן גלײַכע און פאַרקערטע זײַטיקע כּוחות, וואָס באָטל מאַכן איינער דעם אנדערן. דאָס רעזולטאַט אין ריין טאָרק[^3]E](https://en.wikipedia.org/wiki/Torque)[^2] אָן קיין אַנדיזייראַבאַל זייַט-לאָודינג אויף דיין פֿאַרזאַמלונג.

ווען זאָל איר קלייַבן אַ טאָפּל טאָרשאַן ספּרינג פֿאַר דיין פּלאַן?

איר דאַרפֿן ראָוטיישאַנאַל קראַפט[^4] פֿאַר דיין פּראָדוקט, but you're not sure if the application is right for the unique properties of a טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג[^1].

איר זאָל קלייַבן אַ טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג ווען דיין אַפּלאַקיישאַן פארלאנגט הויך טאָרק[^ 2] אין אַ לימיטעד פּלאַץ, גאנץ ראָוטיישאַנאַל וואָג, אָדער אַ סטאַביל מעקאַניזאַם וואָס אַנטקעגנשטעלנ זיך טוויסטינג און זייַט-לאָודינג. פּראָסט ניצט אַרייַננעמען שווער-פליכט כינדזשיז, קאַונטערבאַלאַנסאַז, און אַרטיקיאַלייטיד דזשוינץ.

איך געדענק ארבעטן מיט אַ פירמע וואָס דיזיינד הויך-סוף געצייַג טשעסץ. דע ר דעקל אי ז געװע ן זײע ר שװער, און זיי דאַרפֿן אַ וועג צו מאַכן עס פילן לייטווייט און פאַרמאַכן סמודלי אָן סלאַמינג פאַרמאַכן. זיי זענען טריינג צו פּאַסיק צוויי גרויס איין טאָרסיאָן ספּרינגס אין די הינגע, אָבער עס איז געווען אַ ענג פּאַסיק און די אַליינמאַנט איז שווער. מיר דיזיינד אַ איין, שטאַרק טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג צו פאַרבייַטן זיי. עס מאָונטעד ריין אין די צענטער פון די הינגע, צוגעשטעלט מער ווי גענוג קראַפט צו קאַונטערבאַלאַנס די שווער דעקל, און ווײַל דער כח איז געווען גאָר באַלאַנסירט, דער דעקל האָט זיך געעפֿנט און פֿאַרמאַכט אָן קיין וואַקלענ זיך.

שליסל אַפּפּליקאַטיאָן סינעריאָוז

דער פרילינג פּלאַן יקסעלז אין ספּעציפיש סיטואַטיאָנס ווו וואָג און מאַכט זענען קריטיש.

• קאָונטערבאַלאַנס סיסטעמען: אין אַפּלאַקיישאַנז ווי אינדוסטריעלע לידז, אַדזשאַסטאַבאַל שפּיטאָל בעדז, אָדער גרויס אַרויסווייַזן מאַונץ, א טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג[^1] גיט די הויך טאָרק[^5]E](https://en.wikipedia.org/wiki/Torque)[^2] געדארפ ט אפשטעל ן א שװער ע לאסט, מאכן עס פילן ווייטלאַס צו דער באַניצער.
• הינגע מעקאַניזאַמז: פֿאַר פּראָדוקטן ווו אַ גלאַט, סטאַביל הינגע קאַמף איז אַ צייכן פון קוואַליטעט, ווי אין מאַשין הענטשקע באָקסעס, צענטער קאַנסאָולז, אָדער פּרעמיע אַפּפּליאַנסע טירן, די באַלאַנסט קראַפט פּריווענץ טוויסטינג און ינשורז אַ לאַנג דינסט לעבן.
• פֿאַרבינדונג און הייבער אַקטואַטיאָן: ווען א מעקאַניזאַם ריקווייערז אַ שטאַרק[^6], סענטערד צוריקקומען קראַפט אויף אַ הייבער, ווי אין זיכער טייפּס פון מאַשינערי אָדער קאָנטראָל לעווערז, א טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג[^1] גיט אַז קראַפט אָן פּושינג די הייבער סיידווייז.

ווי טאָן איר ריכטיק ספּעציפיצירן אַ טאָפּל טאָרשאַן ספּרינג??

You've decided a double torsion spring is right for your design, but you see multiple leg configurations and don't know which dimensions are the most critical to get right.

צו ספּעציפיצירן אַ טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג ריכטיק, איר מוזן דעפינירן די דראָט דיאַמעטער, שפּול דיאַמעטערס, נומער פון קוילז פּער זייַט, פֿרייַ ווינקל צווישן די לעגס, און די פוס לענגקטס און קאַנפיגיעריישאַנז. די דזשיאַמאַטרי פון די לעגס איז קריטיש פֿאַר טראַנספערינג טאָרק[^ 2] צו דיין אסיפה.

די ביגאַסט מקור פון טעות איך זען אויף דראַווינגס פֿאַר טאָפּל טאָרסיאָן ספּרינגס איז אין די פוס ספּעסאַפאַקיישאַנז. אַ ינזשעניר וועט בישליימעס דעפינירן די קוילז אָבער וועט זיין ווייג וועגן די פוס אַנגלעס אָדער לענגקטס. ניט ענלעך אנדערע ספּרינגס ווו די ענדס זענען פּשוט כוקס אָדער לופּס, די פיס פון אַ טאָרסיאָן פרילינג זענען די "געשעפט סוף" - זיי זענען וואָס שטופּן קעגן דיין קאַמפּאָונאַנץ צו באַפרייַען די טאָרק. I once had to delay a production run because a client's drawing showed a 90-degree free angle but didn't specify the direction. It's a small detail, אָבער עס דיטערמאַנז צי די פרילינג פּושיז אָדער פּולז ווען אינסטאַלירן.

די פינף קריטיש פּלאַן פּאַראַמעטערס

באַקומען די פינף דעטאַילס רעכט אויף דיין צייכענונג וועט ענשור אַז דער פרילינג פּערפאָרמז פּונקט ווי איר ווילט.

1. שפּול און ווירע דימענשאַנז: דעם כולל די דראָט דיאַמעטער, די ין אָדער אַרויס דיאַמעטער פון די קוילז, און די נומער פון שפּולז אויף יעדער זייַט (וואָס זאָל זיין יידעניקאַל).
2. פֿרייַ ווינקל: דאס איז דער ווינקל צווישן די צוויי לעגס ווען די פרילינג איז אין רו און נישט אינסטאַלירן. דאָס איז אַ קריטיש פאַקטאָר אין דיטערמאַנינג די סומע פון ​​​​פאַר מאַסע אין דיין פֿאַרזאַמלונג.
3. פוס לענגטהס: די לענג פון יעדער פוס פון די סענטערלינע פון ​​די שפּול צו די שפּיץ. דאָס דיטערמאַנז די ליווערידזש און ווו די קראַפט וועט זיין געווענדט.
4. פוס קאָנפיגוראַטיאָן: דעם באשרייבט די פאָרעם און אָריענטירונג פון די לעגס. זענען זיי גלייַך? צי זיי האָבן בייגן? זענען זיי פּאַראַלעל אָדער אָפסעט? This must match your product's geometry.
5. ווינט ריכטונג: בשעת דער פרילינג האט ביידע לינקס און רעכט-האַנט קוילז, איר מוזן ספּעציפיצירן צי די לעגס דאַרפֿן צו זיין ווונד אַרויף אָדער אַראָפּ צו מאַכן די געוואלט טאָרק[^ 2] ריכטונג.

מסקנא

א טאָפּל טאָרסיאָן פרילינג איז אַן עלעגאַנט ינזשעניעריע לייזונג וואָס גיט הויך טאָרק[^ 2] און גאנץ וואָג פון אַ איין, סאָליד קאָמפּאָנענט, סאַלווינג פּראָסט ישוז פון ינסטאַביליטי געפֿונען אין איין-פרילינג דיזיינז.

[^1]: ויספאָרשן די אַדוואַנטידזשיז פון טאָפּל טאָרסיאָן ספּרינגס פֿאַר באַלאַנסט טאָרק און סאָליד פּלאַן.
[^ 2]: אַנטדעקן די פאַנדאַמענטאַלז פון טאָרק און זייַן אַפּלאַקיישאַנז אין ינזשעניעריע.
[^3]: אַנטדעקן ווי צו דערגרייכן ריין טאָרק אין מעטשאַניקאַל סיסטעמען פֿאַר בעסער פאָרשטעלונג.
[^4]: פארשטאנד פון ראָוטיישאַנאַל קראַפט איז שליסל צו אָפּטימיזינג מעטשאַניקאַל דיזיינז.
[^5]: ויספאָרשן אַפּלאַקיישאַנז וואָס דאַרפן הויך טאָרק אין לימיטעד ספּייסאַז.
[^6]: אַנטדעקן מעקאַניזאַמז וואָס נוץ פון שטאַרק צוריקקער פאָרסעס פֿאַר עפעקטיווקייַט.